JJG667-2010《液體容積式流量計檢定規(guī)程》。

大氣溫度:5℃~35℃, 相對濕度:35%~85%, 大氣壓力: (86~106) k Pa。

二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器 (容積為2000L) , 數(shù)字防爆溫度計 (分度值為0.1℃) , 秒表 (分度值為0.01s) 。

常規(guī)的螺旋轉(zhuǎn)子流量計 (0.2級) 。

車用汽油。

在規(guī)定的環(huán)境條件下, 按照檢定規(guī)程規(guī)定的測量程序進(jìn)行現(xiàn)場檢定, 以油庫工況下固定的發(fā)油流量點(diǎn)發(fā)油, 測量3次, 計算得到被檢流量計的相對示值誤差。

為使測量結(jié)果在不確定度評定過程中更具邏輯性, 采用分步的方式構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。

(1) 數(shù)學(xué)模型 (1) :標(biāo)準(zhǔn)金屬量器處液體實際體積值 (V) , L

(2) 數(shù)學(xué)模型 (2) :溫度修正系數(shù) (K_t)

(3) 數(shù)學(xué)模型 (3) :壓力修正系數(shù) (K_p)

(4) 數(shù)學(xué)模型 (4) :被檢流量計處累積流量實際值 (Q_s) , L

(5) 數(shù)學(xué)模型 (5) :被檢流量計相對示值誤差 (E) , %

以上諸式中:V_s———標(biāo)準(zhǔn)金屬量器讀出容積, L;β_s———標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的體膨脹系數(shù), ℃^-1;β———液體膨脹系數(shù), ℃^-1;k———液體壓縮系數(shù), Pa^-1;t_s、t_m———標(biāo)準(zhǔn)金屬量器和被檢流量計處液體溫度平均值, ℃;p_s、p_m———標(biāo)準(zhǔn)金屬量器和被檢流量計處液體表面壓力平均值, Pa;Q_m———被檢流量計累積流量示值, L。

由于現(xiàn)場檢定時, 壓力修正系數(shù) (K_p) 對測量結(jié)果的影響非常小, 可忽略不計, 故將數(shù)學(xué)模型 (4) 簡化為Q_s=V×K_t。

檢定介質(zhì)為車用汽油 (β=12×10^-4℃^-1) , 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器材質(zhì)為不銹鋼 (β_s=50×10^-6℃^-1) 。

(1) 測量結(jié)果的重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

選取一臺常規(guī)的螺旋轉(zhuǎn)子流量計 (0.2級) , 在油庫固定發(fā)油流量點(diǎn)進(jìn)行檢定, 結(jié)果如表1所示。

測量結(jié)果的重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

(2) 分辨力引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

該被檢流量計分辨力為0.1L, 由其引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

u_{r (1-1)} 和u_{r (1-2)} 兩者不能重復(fù)考慮, 取較大者。因此:

由數(shù)學(xué)模型 (1) V=V_s×[1+β_s (t_s-20) ], 可得:

(1) 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u_r (V_s)

(2) 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器體膨脹系數(shù)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u_r (β_s)

依據(jù)檢定經(jīng)驗, 考慮到氣候條件的影響, 檢定時油庫發(fā)油溫度控制在 (20±10) ℃范圍內(nèi)。取極限溫度值t_s=30℃。

相對靈敏系數(shù)為

(3) 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器內(nèi)油溫引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u_r (t_s)

依據(jù)數(shù)字溫度計的校準(zhǔn)證書, 溫度測量值的擴(kuò)展不確定度U=0.2℃, k=2。取溫度極限值t_s=30℃。因此

相對靈敏系數(shù)為

(4) 由數(shù)學(xué)模型 (1) 得到的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u_r (V)

由數(shù)學(xué)模型 (2) K_t=1+β (t_m-t_s) , 可得:

(1) 液體膨脹系數(shù)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u_r (β)

車用汽油的體膨脹系數(shù)β=12×10^-4℃^-1, 查資料, 其不確定度為U=1.2×10^-4℃^-1, 符合均勻分布。因此

依據(jù)JJG667-2010規(guī)定:一次檢定過程中, 檢定介質(zhì)的溫度變化不應(yīng)超過±0.5℃, 取t_m-t_s=0.5℃, 則相對靈敏系數(shù)為

(2) 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器內(nèi)液體溫度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u_r (t_s)

依據(jù)數(shù)字溫度計的校準(zhǔn)證書, 溫度測量值的擴(kuò)展不確定度U=0.2℃, k=2。

依據(jù)檢定經(jīng)驗, 考慮氣候條件影響, 檢定時油庫發(fā)油溫度控制在 (20±10) ℃范圍內(nèi)。取極限溫度值t_s=30℃。因此

相對靈敏系數(shù)為

(3) 被檢定流量計處液體溫度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u_r (t_m)

依據(jù)數(shù)字溫度計的校準(zhǔn)證書, 溫度測量值的擴(kuò)展不確定度U=0.2℃, k=2。

依據(jù)檢定經(jīng)驗, 考慮氣候條件影響, 檢定時油庫發(fā)油溫度控制在 (20±10) ℃范圍內(nèi)。取極限溫度值t_m=30℃, 因此

相對靈敏系數(shù)為

(4) 由數(shù)學(xué)模型 (2) 得到的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u_r (K_t)

由數(shù)學(xué)模型 (4) Q_s=V×K_t, 可得:

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u_r (Q_s) 為

各項相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量彼此獨(dú)立, 依據(jù)不確定度傳播率, 求得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

取k=2, 則流量計累積流量相對誤差的擴(kuò)展不確定度為U=u_c×k=0.06%

被檢流量計工況下固定發(fā)油流量點(diǎn)的累積流量相對誤差為0.07%, 其擴(kuò)展不確定度為U=0.06%, k=2。

為簡化評定過程, 本文在計算靈敏系數(shù)時, 未根據(jù)實測溫度計算, 而是直接取極限溫度值。在實際計算過程中, 可根據(jù)具體情況評定上述分量, 以獲得更準(zhǔn)確的測量結(jié)果不確定度。